Римская технология — это собрание техник, навыков, методов, процессов и инженерных практик, которые использовались и развивались цивилизацией Древнего Рима (753 г. до н.э. — 476 г. н.э.). Римская империя была технологически развитой цивилизацией древности. Римляне включали технологии от греков, этрусков и кельтов. Технология, разработанная цивилизацией, ограничена доступными источниками энергии, и римляне ничем не отличались в этом смысле. Доступные источники энергии определяют способы генерации энергии. Основными видами власти, к которой имели доступ древние римляне, были человек, животное и вода.

С этими ограниченными источниками власти римлянам удалось построить впечатляющие сооружения, некоторые из которых сохранились до наших дней. Долговечность римских сооружений, таких как дороги, плотины и здания, учитывается в методах и методах строительства, которые они использовали в своих строительных проектах. Рим и его окрестности содержали различные типы вулканических материалов, которые римляне экспериментировали с созданием строительных материалов, особенно цементов и растворов. Наряду с бетоном римляне использовали камень, дерево и мрамор в качестве строительных материалов. Они использовали эти материалы для строительства объектов гражданского строительства в своих городах и транспортных устройств для наземных и морских путешествий.

Римляне также внесли свой вклад в развитие технологий поля битвы. Война была важным аспектом римского общества и культуры. Военные использовались не только для захвата и обороны территорий, но и в качестве инструмента, который гражданские администраторы могли использовать для оказания помощи сотрудникам провинциальных правительств и оказания помощи в строительных проектах. Римляне приняли, усовершенствовали и разработали военные технологии для пехотинцев, кавалерии и осадных орудий для наземных и морских сред.

Знакомые отношения с войной, римляне привыкли к физическим травмам. Для борьбы с физическими травмами, полученными в гражданской и военной сферах, римляне внедрили медицинские технологии, в частности хирургические методы и приемы.

обзор
Римская культура распространилась через создание эффективной структуры управления, единой правовой системы и навыков римских инженеров и техников во многих областях Европы и Средиземноморья.

Несмотря на то, что в римские времена не было эпохальных инноваций в сельскохозяйственной технике, обработке металлов и производстве керамики и текстиля (они были разработаны ранними цивилизациями на Ближнем Востоке и в Египте в эпоху неолита и бронзы), они поняли это как римляне. В конце концов, для дальнейшего развития и совершенствования известных методов. Греческая культурная зона восточного Средиземноморья дала римским инженерам важные математические, научные и другие базовые знания, с помощью которых они получили энергию, сельскохозяйственные технологии, добычу и обработку металлов, производство стекла и керамики, текстильное производство, транспорт, судостроение, инфраструктуру. Строительство, которое принципиально модернизировало массовое производство товаров, связи и торговли.

Даже при том, что условия для начала промышленной революции были предоставлены в некоторых областях в течение имперского периода, римское общество наконец осталось на уровне доиндустриального общества: машины были едва развиты; Рабы сделали работу. Научные, экономические и социальные причины этого развития, описанные различными историками как застой древних технологий, являются предметом технико-исторических исследований.

Письменные источники по истории римских технологий в значительной степени утрачены. В отличие от другой литературы, им не было никакого значения. Исключение составляют технические труды авторов, такие как Витрувий, или произведения научного и технического содержания, например, написанные Плинием. Римские технологии и процессы также описаны в исторических и научных текстах и ​​в трудах римских поэтов. В отличие от общеисторической науки, для технической науки инструменты исследования, инструменты, транспортные средства и другие археологические находки или графические изображения древности часто более важны, чем письменные источники.

Анализ и реконструкция римской технологии на основе археологических находок осложняется тем фактом, что в дополнение к камню (например, для маслобойных или зерновых мельниц), железу и бронзе для многих устройств использовался временный материал, такой как древесина. Здесь исследователю часто приходится прибегать к графическим изображениям или описаниям римских времен, чтобы иметь возможность реконструировать не полностью сохранившийся материал.

Металлические инструменты и приспособления, однако, были обнаружены в большом количестве во время раскопок в римских городах или в деревнях в их окрестностях. Процессы и оборудование, используемые римскими предприятиями (такими как зерновые мельницы, бронзовые литейные заводы и гончарные мастерские), часто можно проанализировать и воспроизвести в контексте экспериментальной археологии.

Математические основы
Хотя системы превосходящих ценностей, подобные нашей нынешней десятичной системе, были известны еще во времена Римской империи, римляне, придерживающиеся традиций, придерживались своей простой системы сложения, когда речь шла о числовой записи, в которой числа образовывались путем объединения цифр — в отличие от разговорная латынь, которая так же служила немецкому языку десятичных чисел.

Тем не менее, римская система счисления была совершенно непригодна для практических арифметических целей, таких как базовая арифметика или любой тип письменного вычисления. Поэтому обычно использовалась механическая расчетная доска (латинские счеты), в которой числовые значения десятков, сотен и более могли быть представлены с помощью столбцов вычислений. Таким образом, не только инженеры и техники, но и продавцы, ремесленники и продавцы на рынке могли выполнять элементарные расчеты удобным способом.

Для повседневных вычислений, таких как коммерческая арифметика, римляне разработали более удобную карманную версию бронзовых счётов, которая содержала маленькие арифметические камни (латинские исчисления) и, кроме основной арифметики, также допускала дробные вычисления. В общем, на счетах можно было использовать любую систему счисления. Особое достижение римлян состояло в стандартизации неуправляемого числа произвольных дробей, которые можно использовать в деловом мире — унция была повышена до унитарной дроби.

В римском мире двенадцать или двенадцатеричная система, первоначально использовавшаяся в Египте и Вавилоне, использовалась для монет, весов и мер. В дополнение к делению веса в унциях, эта система также обычно использовалась, чтобы разделить дроби на двенадцать, что позволяет упростить дробные вычисления. Изогнутые конечности рабов часто использовались в качестве «буфера» для умножения или деления больших числовых значений, что таким образом записывало промежуточный результат для их хозяев в качестве значения памяти.

В то время как дилеры, ремесленники и техники выполняли свои расчеты в унциях, дополнительная, более точная мера была распространена в некоторых областях. В области точного машиностроения и трубостроения использовалось цифровое кольцо или палец, который соответствовал 1/16 фута.

В других областях римляне также проявляли особый интерес к практическому применению математических знаний; таким образом, римские техники знали аппроксимацию 3.142857 для π и использовали их, помимо прочего, для расчета поперечного сечения трубы. Диаметр римского поля должен был быть определен независимо от простой конструкции их устройств, способных наклоняться, подниматься и опускаться.

Предел энергии
Технология обычно использует энергию для преобразования материала в желаемый объект или для получения новых форм альтернативной энергии. Так как стоимость энергии уменьшается, стоимость технологических работ соответственно уменьшается. По этой причине историю технологии можно рассматривать как последовательность исторических периодов, каждый из которых можно идентифицировать с определенной формой используемой энергии (например: в ходе истории человечества мы прошли путь от человека к животному и, ниже, к воде , на что высвобождается торф, уголь, нефть, вплоть до атомной энергетики). Римляне использовали энергию воды через строительство водяных мельниц для измельчения зерна, для резки древесины или для измельчения сырых металлов. Этот способ действий был распространен во всей Империи, особенно с конца первого века нашей эры.

Они также использовали древесину и уголь в качестве основного источника тепла. И хотя в Римской империи имелись многочисленные запасы древесины, торфа и угля, они часто были плохо распределены по территории. Это правда, что если бы древесина могла легко транспортироваться рекой в ​​основных городских центрах (простым плаванием), ее сжигание для производства тепла было бы очень слабым по сравнению с ее огромным весом. И если он превратился в уголь, он стал громоздким. Также не было древесины в любой концентрации.

Указ Диоклетиана может заставить нас понять, какая экономика стояла за транспортировкой древесины. Максимальная цена за 1 200 фунтов древесины была 150 динариев. Максимальная скорость перевозки на милю одного и того же груза была 20 динариев за милю.

Помещения лучше отапливались, если использовались угольные жаровни по сравнению с системой гипокауста, хотя можно было использовать любой тип топлива, даже низкого качества, например, солому или виноградные листья, а также древесину, имеющуюся на месте. Гипокауст приводился в действие большой духовкой, пефурниумом, первоначально помещенным в смежную кухню, которая производила горячий воздух при очень высоких температурах. Это было сделано для того, чтобы перетекать в пустое пространство, созданное под внутренним настилом, которое опиралось на груду кирпичей, называемых «подвесными», и, особенно в пространстве, даже внутри стен, почти для всего их расширения, внутри кирпичных труб (трубочек) , В целом высота пустого пространства под полом составляла около 50-60 см. Считается, что температура, получаемая в отапливаемых помещениях, не должна превышать 30 ° С.

К концу второго века римляне уже эксплуатировали почти все месторождения в Британии, которые всплыли на поверхность, хотя нет достаточных доказательств того, что эта эксплуатация имела место в больших масштабах. Примерно после 200 года центр имперской торговли находился в Африке и на востоке, где климат не способствовал росту крупных деревьев. Наконец, вдоль побережья Средиземного моря не было крупных месторождений угля. Тем не менее, римляне были первыми, кто собрал все элементы, необходимые для гораздо более позднего парового двигателя:

«С помощью системы кривошипа и шатуна все элементы для сборки парового двигателя (изобретены в 1712 году) — от эолипилы Эрон Алессандрийской (которая генерировала паровую силу), до цилиндра, до поршня (механическая сила) К обратным клапанам (в гидравлических насосах), шестерням (в водяных мельницах и часах) — они были известны еще во времена Римской империи. »

Эолипил можно считать родоначальником реактивного двигателя и парового двигателя. Тем не менее, он использовался в качестве простого аттракциона, без фактического потенциального источника энергии, имеющего какое-либо практическое применение. Это была полая медная сфера, соединенная двумя изогнутыми трубками, которые начинаются с двух крайних точек сферы, расположенных на одной диаметральной оси. Как только сфера была заполнена водой, она нагревалась пламенем. Когда жидкость достигла достаточно высокой температуры, струей пара из отверстий он приводил сферу во вращение вокруг горизонтальной диаметральной оси. Направление движения, естественно, противоположно направлению движения струй.

Типы власти

Человеческая сила
Наиболее доступными источниками власти для древних были человеческая сила и сила животных. Очевидное использование человеческой силы — движение объектов. Для предметов весом от 20 до 80 фунтов обычно достаточно одного человека. Для объектов большего веса может потребоваться более одного человека при изменении местоположения объекта. Ограничивающим фактором при использовании нескольких людей при перемещении указанного объекта является доступное количество пространства для захвата. Чтобы преодолеть этот ограничивающий фактор, были разработаны механические устройства, помогающие манипулировать объектами. Одно устройство — лебедка, которая использовала веревки и шкивы для манипулирования объектами. Устройство было приведено в действие несколькими людьми, толкающими или тянущими ручные шипы, прикрепленные к цилиндру.

Человеческая сила также была фактором в движении кораблей, в частности военных кораблей. Хотя ветряные паруса были доминирующей формой силы в водном транспорте, гребля часто использовалась военными судами во время боевых сражений.

Животная сила
Основное использование энергии животных было для транспортировки. Несколько видов животных были использованы для различных задач. Волы — это сильные существа, которым не нужны лучшие пастбища. Будучи сильными и дешевыми в обслуживании, волы использовались для выращивания и перевозки больших масс добра. Недостатком использования быков является то, что они медленные. Если скорость была желательна, лошадей вызывали. Главной средой, которая требовала скорости, было поле битвы с лошадьми, используемыми в кавалерии и разведывательных группах. Для экипажей, перевозящих пассажиров или легкие материалы, обычно использовались ослы или мулы, поскольку они были быстрее волов и дешевле на корм, чем на лошадях. Помимо использования в качестве средства передвижения, животные также использовались при работе вращающихся мельниц.

За пределами земли была обнаружена схема корабля, движимого животными. Работа, известная как Anonymus De Rebus Bellicus, описывает корабль, приводимый в движение волами. При этом волы прикреплены к вращающемуся колесу, движущемуся по кругу на полу палубы, вращающему два гребных колеса, по одному с каждой стороны корабля. Вероятность того, что такой корабль когда-либо был построен, невелика из-за непрактичности управления животными на корабле.

Сила воды
Власть от воды была произведена через использование водяного колеса. Водяное колесо имело две общие конструкции: нижний и верхний. Подводное водяное колесо генерировало энергию из естественного потока источника проточной воды, толкающего затопленные лопасти колеса. Переполненное водяное колесо генерировало энергию, когда вода протекала через его ведра сверху. Обычно это было достигнуто путем строительства акведука над колесом. Хотя возможно сделать водяное колесо на переполнении на 70 процентов более эффективным, чем нижнее, в общем случае предпочтительным было использование водяного колеса. Причина в том, что экономические затраты на строительство акведука были слишком высоки для умеренной выгоды от более быстрого вращения водяного колеса. Основное назначение водяных колес состояло в том, чтобы генерировать энергию для фрезерных операций и поднимать воду выше естественной высоты системы.

Сила ветра
Ветроэнергетика использовалась при эксплуатации плавсредств, благодаря использованию парусов. Ветряные мельницы, кажется, не были созданы в древние времена.

Солнечная энергия
Римляне использовали Солнце в качестве источника тепла для зданий, таких как бани. Термы были построены с большими окнами, выходящими на юго-запад, где находится Солнце в самое жаркое время дня.

Теоретические типы власти

Сила пара
Генерация энергии с помощью пара оставалась теоретической в ​​римском мире. Герой Александрии опубликовал схемы парового устройства, которое вращало шар на оси. Устройство использовало тепло от котла, чтобы протолкнуть пар через систему труб к мячу. Устройство производило примерно 1500 об / мин, но никогда не будет практичным в промышленном масштабе, так как трудовые требования для эксплуатации, топлива и поддержания тепла устройства были бы слишком большими из стоимости.

Основные ремесла
Римская технология широко использовалась в широкой системе профессий, где термин инженер используется сегодня для описания технологических предприятий римлян. Греки использовали технические термины, такие как механик, машиностроитель или даже математик, имея последнее слово в гораздо более широком значении, чем нынешнее. В римской армии работало большое количество инженеров, самым известным из которых, безусловно, был Аполлодор из Дамаска во времена императора Траяна. Обычно каждая профессия, каждая группа мастеров (от каменщиков, стеклодувов, геодезистов и т. Д.) Имели своих учеников и мастеров, и многие старались держать свои методы работы в секрете, передавая их только в устной форме. Такие писатели, как Витрувий, Плиний Старший и Фронтин, подробно рассказали о различных технологиях, использовавшихся в тот период. Поэтому было опубликовано множество руководств по элементарной науке и математике, в которые вошли тексты Архимеда, Ктесибио, Александрийской цапли, Евклида и так далее. Не все руководства, которые были доступны в римские времена, сохранились до наших дней.

Многое из того, что мы в настоящее время знаем о римских технологиях, косвенно вытекает из археологии и изнутри описаний латинских текстов, скопированных из арабских рукописей, в свою очередь скопированных из греческих текстов такими учеными, как Герон Александрийский или путешественниками того периода, которые могли непосредственно наблюдать Римские технологии в действии. У таких авторов, как Плиний Старший и Стработей, было достаточно интеллектуального любопытства, чтобы записать изобретения, с которыми они сталкивались в своих путешествиях, хотя их короткие и неточные описания часто вызывали дискуссии об их фактическом использовании современными людьми. В то же время в его «Naturalis Historia» (книга XXXIII) есть очень правдоподобные технические описания, такие как описание Плиния, когда он имеет дело с добычей золота, утверждения, позже подтвержденные археологами и благодаря раскопкам, проведенным в Лас-Медуласе и Долаукоти. ,

Технология как ремесло
Римские технологии были в значительной степени основаны на системе ремесел. Технические навыки и знания содержались в конкретной торговле, такой как каменщики. В этом смысле знания обычно передавались от мастера-ремесленника к ученику-ремесленнику. Поскольку существует лишь несколько источников, из которых можно получить техническую информацию, теоретически считается, что торговцы хранили свои знания в секрете. Витрувий, Плиний Старший и Фронтин — одни из немногих авторов, опубликовавших техническую информацию о римских технологиях. Было множество учебников по базовой математике и естественным наукам, таких как множество книг Архимеда, Ктесибия, Герона (он же Героя Александрийского), Евклида и так далее. Не все руководства, которые были доступны римлянам, сохранились, как показывают утраченные работы.

Инжиниринг и строительство
Римляне широко использовали акведуки, плотины, мосты и амфитеатры. Они также были ответственны за многие инновации в области транспорта, здравоохранения и строительства в целом. На римскую архитектуру большое влияние оказали этруски. Многие из колонн и арок, видимых в важных римских структурах, фактически были адаптациями моделей этрусской цивилизации.

Римляне изначально использовали цемент в качестве связующего, воздушной извести. Пока связующее строительного раствора не состояло только из воздушной извести, затвердевание бетона происходило с крайней медлительностью, поскольку уплотнение строительного раствора происходит из-за реакции гидроксида кальция с диоксидом углерода, присутствующим в воздух, с последующим образованием карбоната кальция. С 1-го века до нашей эры римляне начали заменять песок, составляющий строительный раствор, пуццоланой (pulvis puteolana) или кокциопесто.

Открытие пуццоланы ознаменовало революцию в строительстве кладочных работ. Витрувий говорит во второй книге De Architectura, что пуццолана Байя или Кума делает не только все виды строительства, но в особенности те, которые сделаны в море под водой. Благодаря пуццолановому поведению пуццоланы и кокциопесто, раствор (состоящий из воздушной извести + пуццолана), схватывается и затвердевает даже в воде, без контакта с воздухом, что позволяет получать высокопрочные и быстротвердеющие связующие.

Римляне обнаружили, что изоляционное стекло очень помогало поддерживать температуру в зданиях в тепле, и эта техника широко использовалась при строительстве римских бань. Другим методом, который возник в Древнем Риме, была практика выдувания стекла, которая развивалась в Сирии и была распространена в течение одного поколения на всю империю.

Строительные материалы и инструменты

Дерево
Римляне создали огнеупорную древесину путем нанесения на древесине с квасцами.

Камень
Идеально было добывать камни из карьеров, которые были расположены как можно ближе к месту строительства, чтобы снизить стоимость транспортировки. Каменные блоки были сформированы в карьерах, пробивая отверстия в линиях в желаемой длине и ширине. Затем деревянные отверстия были забиты в отверстия. Затем отверстия были заполнены водой, чтобы клинки набухали с достаточной силой, чтобы вырезать каменный блок из Земли. Были найдены блоки с размерами 23 дюйма на 14 футов на 15 футов, с весом около 1000 тонн. Есть данные, что в имперскую эпоху были разработаны пилы для резки камня. Первоначально римляне использовали пилы для резки камня вручную, но позже стали разрабатывать пилы для резки камня на воде.

Машины
Было много видов прессов для отжима оливок. В первом веке нашей эры Плиний Старший рассказывает об изобретении и последующем общем использовании нового и более компактного винтового пресса, который, однако, кажется, не был римским изобретением. Впервые он описан Heron of Alexandria, но, возможно, уже использовался, когда упоминался в его «Механике III».

Краны использовались при строительных работах и, возможно, для загрузки и разгрузки судов, когда они стояли в доке в древних портах, даже если для повторного использования еще недостаточно археологических свидетельств, которые могут это подтвердить. Большинство кранов были способны поднимать до 6-7 тонн груза, и согласно рельефу, показанному на колонне Траяна, они приводились в движение колесом, приводимым в движение людьми или животными.

Цементы
Соотношение смеси римских известковых растворов зависело от того, где был получен песок для смеси. Для песка, собранного в реке или море, соотношение смеси составляло две части песка, одна часть извести и одна часть порошкообразных раковин. Для песка, собранного внутри страны, смесь состояла из трех частей песка и одной части извести. Известь для минометов готовилась в печах извести, которые были подземными ямами, предназначенными для блокирования ветра.

Другой тип римского миномета известен как миномет пуццолана. Пуццолана — это вулканическое глинистое вещество, расположенное в Неаполе и его окрестностях. Соотношение смеси для цемента составляло две части пуццолана и одна часть известкового раствора. Благодаря своему составу пуццолановый цемент способен образовываться в воде и, как было установлено, является таким же твердым, как природные породы.

Краны
Краны использовались для строительных работ и, возможно, для погрузки и разгрузки судов в их портах, хотя для последнего использования в соответствии с «существующим уровнем знаний» до сих пор нет доказательств. Большинство кранов были способны поднимать около 6-7 тонн груза, и согласно рельефу, показанному на колонне Траяна, они работали на колесе.

здания

Пантеон
Римляне разработали Пантеон, думая о понятиях красоты, симметрии и совершенства. Римляне включили эти математические концепции в свои проекты общественных работ. Например, концепция совершенных чисел использовалась в дизайне Пантеона, встраивая 28 сундуков в купол. Идеальное число — это число, в котором его факторы складываются. Таким образом, число 28 считается совершенным числом, потому что его коэффициенты 1, 2, 4, 7 и 14 складываются вместе в равные 28. Совершенные числа встречаются крайне редко, поскольку для каждого количества цифр существует только одно число. (один для однозначных, двухзначных, трехзначных, четырехзначных и т. д.). Включение в структуру математических представлений о красоте, симметрии и совершенстве передает техническое совершенство римских инженеров.

Цементы были важны для дизайна Пантеона. Строительный раствор, используемый при строительстве купола, состоит из смеси извести и вулканического порошка, известного как пуццолана. Бетон подходит для использования при строительстве толстых стен, так как для его отверждения не требуется быть полностью сухим.

Строительство Пантеона было масштабным мероприятием, требующим большого количества ресурсов и человеко-часов. Делэйн оценивает общее количество рабочей силы, необходимой для строительства Пантеона, в 400 000 человеко-дней.

Собор Святой Софии
Хотя собор Святой Софии был построен после падения Западной империи, его строительство включало в себя строительные материалы и технику, характерную для Древнего Рима. Здание было построено с использованием раствора пуццолана. Свидетельством использования этого вещества является провисание арок конструкций во время строительства, поскольку отличительной чертой раствора поццалана является большое количество времени, необходимое для его отверждения. Инженеры должны были убрать декоративные стены, чтобы раствор затвердел.

Раствор pozzalana, используемый при строительстве собора Святой Софии, не содержит вулканического пепла, а вместо этого измельченную кирпичную пыль. Состав материалов, используемых в пористом растворе, приводит к повышению прочности на разрыв. Строительный раствор, состоящий в основном из извести, имеет предел прочности при растяжении около 30 фунтов на квадратный дюйм, тогда как раствор из поццаланы с использованием измельченной кирпичной пыли имеет предел прочности при растяжении 500 фунтов на квадратный дюйм. Преимущество использования поццаланового раствора при строительстве храма Святой Софии заключается в увеличении прочности суставов. Используемые в конструкции строительные растворы шире, чем можно было бы ожидать в типичной кирпичной и растворной структуре. Тот факт, что в растворах были широкие швы, предполагает, что дизайнеры Hagia Sophia знали о высокой прочности на растяжение раствора и ввели его в соответствие с этим.

водопроводная станция

Aqueducts
Римляне построили многочисленные акведуки для подачи воды. Сам город Рим был снабжен одиннадцатью акведуками из известняка, которые обеспечивали город более чем 1 миллионом кубометров воды каждый день, что достаточно для 3,5 миллионов человек даже в наше время, и общей протяженностью 350 километров (220 миль).

Вода внутри акведуков полностью зависит от силы тяжести. Поднятые каменные каналы, по которым шла вода, были слегка наклонными. Вода доставлялась прямо из горных источников. После того, как он прошел через акведук, вода была собрана в резервуарах и подана по трубам к фонтанам, туалетам и т. Д.

Основными акведуками в Древнем Риме были Аква Клаудия и Аква Марсия. Большинство акведуков были построены ниже поверхности с небольшими участками над землей, поддерживаемыми арками. Традиционно предполагалось, что самым длинным римским акведуком длиной 178 километров (111 миль) был город Карфаген. Сложная система, построенная для снабжения Константинополя, имела самый дальний запас, взятый из более чем 120 км по извилистому маршруту протяженностью более 336 км.

Римские акведуки были построены с удивительно тонкими допусками и технологическим стандартом, который не должен был сравняться до современности. Работая исключительно под действием силы тяжести, они очень эффективно транспортировали очень большое количество воды. Иногда, когда необходимо было пересечь углубления глубже 50 метров, для нагнетания воды использовались перевернутые сифоны. Акведук также снабжал водой запорные колеса в Барбегале в Римской Галлии, комплексе водяных мельниц, который был назван «самой известной концентрацией механической энергии в древнем мире».

Римские акведуки вызывают в воображении образы воды, путешествующей на большие расстояния по арочным мостам; только 5 процентов воды, транспортируемой по водопроводным системам, перемещалось по мостам. Римские инженеры работали над тем, чтобы сделать маршруты акведуков максимально практичными. На практике это означало проектирование акведуков, которые текли на уровне земли или ниже уровня поверхности, так как они были более рентабельными, чем строительство мостов, учитывая, что стоимость строительства и обслуживания мостов была выше, чем стоимость наземных и подповерхностных возвышений. Мосты акведука часто нуждались в ремонте и потратили годы в неиспользовании. Кража воды из акведуков была частой проблемой, которая приводила к трудностям в оценке количества воды, протекающей через каналы. Чтобы предотвратить разрушение каналов акведуков, была использована штукатурка, известная как opus signinum. Гипс включал измельченную терракоту в типичную римскую смесь из камня пуццолана и извести.

Плотины
Римляне построили плотины для сбора воды, такие как плотины Субиако, две из которых питали Анио Новус, один из крупнейших акведуков Рима. Они построили 72 плотины только в одной стране, Испании, и многие другие известны по всей Империи, некоторые из которых все еще используются. В одном месте, Монтефурадо в Галиции, они, кажется, построили плотину через реку Силь, чтобы обнажить россыпные месторождения золота в русле реки. Участок находится рядом с впечатляющим римским золотым рудником Лас Медулас. Из Британии известно несколько земляных плотин, в том числе хорошо сохранившийся пример из римского Ланчестера, Лонговициум, где его можно было использовать для промышленного кузнечного или плавильного производства, судя по грудам шлака, найденным на этом участке в северной Англии. Резервуары для хранения воды также распространены вдоль систем акведуков, и многочисленные примеры известны только из одного места, золотые рудники в Долаукоти в западном Уэльсе. Масонские плотины были широко распространены в Северной Африке для обеспечения надежного водоснабжения вади за многими поселениями.

Римляне построили плотины для хранения воды для орошения. Они поняли, что водосбросы были необходимы для предотвращения эрозии набитых землей берегов. В Египте римляне переняли технологию воды, известную как орошение вади, от набатейцев. Вади были техникой, разработанной для сбора большого количества воды, добываемой во время сезонных наводнений, и хранения ее в течение вегетационного периода. Римляне успешно развивали эту технику в более широком масштабе.

санитария

Римляне не изобретали сантехнику или туалеты, а заимствовали свою систему утилизации отходов у своих соседей, особенно минойцев. Система утилизации отходов не была новым изобретением, скорее, она была примерно с 3100 г. до н.э., когда она была создана в долине реки Инд. Римские общественные бани или парилки выполняли гигиенические, социальные и культурные функции. Ванны содержали три основных средства для купания. После раздевания в аподериуме или раздевалке римляне отправлялись в тепидарий или теплую комнату.

В умеренном сухом жаре тепидария некоторые выполняли упражнения на разогрев и растягивались, в то время как другие смазывали себя маслом или рабы смазывали их маслом. Основная цель тепидариума состояла в том, чтобы способствовать потоотделению, чтобы подготовиться к следующей комнате, кальдарию или горячей комнате. Кальдарий, в отличие от тепидария, был очень влажным и горячим. Температура в калдарии может достигать 40 градусов по Цельсию (104 градуса по Фаренгейту). Многие содержали паровые бани и фонтан с холодной водой, известный как верхняя губа. Последняя комната была холодильником или холодной комнатой, в которой была холодная ванна для охлаждения после кальдария. У римлян также были смывные туалеты.

Римские бани
Удержание тепла в комнатах было важно при эксплуатации ванн, чтобы не дать посетителям простудиться. Чтобы двери оставались открытыми, дверные стойки были установлены под наклонным углом, чтобы двери автоматически закрывались. Другой метод повышения эффективности использования тепла — использование деревянных скамей над камнем, поскольку древесина отводит меньше тепла.

Транспорт

дороги
Римляне прежде всего строили дороги для своих военных. Их экономическое значение, вероятно, также было значительным, хотя движение вагонов часто запрещалось на дорогах, чтобы сохранить их военную ценность. В общей сложности было построено более 400 000 километров (250 000 миль) дорог, из которых 80 500 километров (50 000 миль) были вымощены камнем.

Путевые станции, обеспечивающие прохладительные напитки, регулярно обслуживались правительством вдоль дорог. Была также сохранена отдельная система смены станций для официальных и частных курьеров. Это позволило отправке проехать максимум 800 километров (500 миль) за 24 часа с помощью реле лошадей.

Дороги были построены путем рытья ямы по всей длине намеченного курса, часто до скалы. Яма была сначала заполнена камнями, гравием или песком, а затем слоем бетона. Наконец, они были выложены многоугольными каменными плитами. Римские дороги считаются самыми передовыми дорогами, построенными до начала 19 века. Мосты были построены над водными путями. Дороги были устойчивы к наводнениям и другим опасностям окружающей среды. После падения Римской империи дороги все еще работали и использовались более 1000 лет.

Большинство римских городов имели форму квадрата. Были 4 основные дороги, ведущие к центру города или форума. Они имели форму креста, и каждая точка на краю креста была воротами в город. К этим основным дорогам подключались меньшие дороги, улицы, где жили люди.

Мосты
Римские мосты были построены из камня и / или бетона и использовали арку. Построенный в 142 году до нашей эры, Эмилий Понс, позже названный Понте Ротто (сломанный мост), является старейшим римским каменным мостом в Риме, Италия. Самым большим римским мостом был мост Траяна через нижний Дунай, построенный Аполлодором из Дамаска, который в течение тысячелетия оставался самым длинным мостом, который был построен как с точки зрения общей длины, так и длины пролета. Большую часть времени они находились на высоте не менее 18 м над уровнем воды.

Тележки
Римские повозки имели много целей и были самых разных форм. Грузовые тележки использовались для перевозки грузов. Бочковые тележки использовались для перевозки жидкостей. У тележек были большие цилиндрические бочки, положенные горизонтально так, чтобы их верхушки были направлены вперед. Для перевозки строительных материалов, таких как песок или почва, римляне использовали тележки с высокими стенами. Также использовались тележки для общественного транспорта, некоторые из которых были спальные для размещения до шести человек.

Римляне разработали рельсовую грузовую систему для перевозки тяжелых грузов. Рельсы состояли из канавок, встроенных в существующие каменные дороги. Тележки, используемые в такой системе, имели большие мосты и деревянные колеса с металлическими кожухами.

Тележки также содержали тормоза, упругие подвески и подшипники. В системах упругой подвески используются кожаные ремни, прикрепленные бронзовыми опорами для подвешивания каретки над осями. Система помогла создать более плавную езду за счет снижения вибрации. Римляне приняли подшипники, разработанные кельтами. Подшипники снизили трение вращения, используя грязь для смазки каменных колец.

промышленные

Добыча полезных ископаемых
Римляне также широко использовали акведуки в своих масштабных операциях по добыче полезных ископаемых по всей империи, в некоторых местах, таких как Лас-Медулас на северо-западе Испании, по крайней мере 7 основных каналов, входящих в рудник. Другие объекты, такие как Долаукоти в Южном Уэльсе, питались как минимум 5 латами, все из которых приводили к резервуарам и резервуарам или цистернам высоко над нынешним открытым карьером. Вода использовалась для гидравлической добычи полезных ископаемых, где потоки или волны воды сбрасываются на склон холма, сначала для обнаружения какой-либо золотоносной руды, а затем для обработки самой руды. Скальный мусор можно было смыть с помощью замалчивания, а вода также использовалась для тушения пожаров, созданных для разрушения твердых камней и жил, метод, известный как поджигание.

Аллювиальные месторождения золота могут быть обработаны, и золото может быть добыто без необходимости дробления руды. Моечные столы были установлены ниже резервуаров, чтобы собрать золотую пыль и любые присутствующие самородки. Жилое золото требовало дробления, и они, вероятно, использовали дробильные или штамповочные мельницы, работающие на водяных колесах, для измельчения твердой руды перед промывкой. Большие объемы воды также были необходимы при глубокой добыче для удаления отходов и примитивных машин, а также для промывки измельченной руды. Плиний Старший дает подробное описание золотодобычи в книге XXXIII своей Naturalis Historia, большая часть которой была подтверждена археологией. То, что они широко использовали водяные мельницы в других местах, подтверждается мельницами в Барбегале на юге Франции и Janiculum в Риме.

Военные технологии
Римские военные технологии варьировались от личного снаряжения и вооружения до смертельно опасных осадных орудий.

Пехотинец

оружие
Пилум (копье): тяжелое римское копье было оружием, которое предпочитали легионеры, и весило приблизительно пять фунтов. Инновационный метатель копья был разработан для использования только один раз и был разрушен при первоначальном использовании. Эта способность не позволяла противнику повторно использовать копья. Все солдаты несли две версии этого оружия: основное копье и резервную копию. Твердый деревянный блок в середине оружия обеспечил легионерам защиту рук при ношении устройства. Согласно Полибию, у историков есть записи о том, «как римляне бросали свои копья, а затем заряжали мечами». Эта тактика, казалось, была обычной практикой среди римской пехоты.

броневой
В то время как тяжелая сложная броня не была редкостью (катафракты), римляне усовершенствовали относительно легкую, полную броню торса, состоящую из сегментированных пластин (lorica сегмента). Эта сегментированная броня обеспечивала хорошую защиту для жизненно важных областей, но не покрывала такую ​​часть тела, как лорика хамата или кольчуга. Сегменты lorica обеспечивали лучшую защиту, но полосы пластин были дорогими и сложными в изготовлении, а также сложными для ремонта в полевых условиях. Как правило, кольчуга была дешевле, ее легче было производить и проще в обслуживании, она была универсальной и удобной для носки — таким образом, она оставалась основной формой брони, даже когда использовалась сегментная лорика.

тактика
Testudo — это оригинальный военный маневр в Риме. Тактика была реализована, когда юниты поднимали свои щиты, чтобы защитить себя от вражеских снарядов, обрушивающихся на них. Стратегия работала только в том случае, если каждый участник тестудо защищал своего товарища. Обычно используемая во время осадных сражений, «чистая дисциплина и синхронизация, необходимые для формирования Testudo», была свидетельством способностей легионеров. Testudo, что в переводе с латыни означает «черепаха», «был не нормой, а скорее принят в конкретных ситуациях для борьбы с конкретными угрозами на поле боя». Греческая фаланга и другие римские формирования были источником вдохновения для этого маневра.

кавалерия
Римское кавалерийское седло имело четыре рога и, как полагают, было скопировано с кельтских народов.

Осадная война
Римские осадные машины, такие как баллисты, скорпионы и онагры, не были уникальными. Но римляне были, вероятно, первыми, кто положил баллисты на тележки для лучшей мобильности в походах. На поле битвы считается, что они использовались, чтобы отбивать вражеских лидеров. Существует один рассказ об использовании артиллерии в бою из Тацита, Истории III, 23:

Вступив в бой, они отбросили противника назад, чтобы его самих оттеснили, поскольку вителлианцы сосредоточили свою артиллерию на поднятой дороге, чтобы у них была свободная и открытая площадка для ведения огня; их ранние выстрелы были разбросаны и поразили деревья, не ранив противника. Баллисты огромных размеров, принадлежавшие Пятнадцатому легиону, начали наносить большой ущерб линии Флавиев огромными камнями, которые он швырял; и это вызвало бы широкое разрушение, если бы не великолепная храбрость двух солдат, которые, взяв несколько щитов у мертвых и замаскировавшись, перерезали веревки и пружины машины.

В дополнение к инновациям в сухопутной войне римляне также разработали Corvus (посадочное устройство) — подвижный мост, который мог прикрепиться к вражескому кораблю и позволить римлянам сесть на вражеское судно. Разработанный во время Первой Пунической войны, он позволил им применить свой опыт ведения сухопутных войн на морях.

Баллисты и онагры
В то время как основные артиллерийские изобретения были, в частности, основаны греками, Рим видел возможность в улучшении этой артиллерии дальнего радиуса действия. Крупные артиллерийские орудия, такие как Карробаллиста и Онагерс, обстреливали вражеские линии до полной атаки пехоты на землю. Манубаллисту «часто описывают как самый продвинутый двухрукий торсионный двигатель, используемый римской армией». Оружие часто выглядит как конный арбалет, способный стрелять снарядами. Точно так же онагр «назван в честь дикой задницы из-за его» «пинок» был большим оружием, способным швырять большие снаряды в стены или форты. Оба были очень способными военными машинами и использовались римскими военными.

Хелеполис
Гелеполис был транспортным средством, используемым для осады городов. У транспортного средства были деревянные стены, чтобы защитить солдат, поскольку они транспортировались к стенам врага. Дойдя до стен, солдаты высадились на вершине 15-метрового сооружения и упали бы на вражеские валы. Чтобы быть эффективным в бою, гелеполис был разработан, чтобы быть самоходным. Самоходные транспортные средства эксплуатировались с использованием двух типов двигателей: внутреннего двигателя, приводимого в движение человеком, или двигателя противовеса, приводимого в действие силой тяжести. Двигатель, работающий на людях, использовал систему канатов, которые соединяли оси с кабестаном. Было подсчитано, что по крайней мере 30 человек потребуется, чтобы повернуть лебедку, чтобы превысить силу, необходимую для движения транспортного средства.

Возможно, вместо двух использовались два кабестана, что уменьшило количество людей, необходимых на одного кабестана, до 16, всего 32 для питания гелеполиса. Гравитационный противовесный двигатель использовал систему канатов и шкивов для приведения в движение транспортного средства. Веревки были обмотаны вокруг осей, натянуты через систему шкивов, которая соединяла их с противовесом, висящим в верхней части автомобиля. Противовесы были бы сделаны из свинца или ведра с водой. Свинцовый противовес был заключен в трубу, заполненную семенами, чтобы контролировать его падение. Противовес из водяного ведра опустошался, когда он достигал днища автомобиля, поднимался обратно наверх и заполнялся водой с помощью поршневого водяного насоса, так что движение снова могло быть достигнуто. Было подсчитано, что для перемещения гелеполиса с массой 40000 кг,

Греческий огонь
Изначально греческое пламя, изначально применявшееся у греков в 7-м веке нашей эры, было «одним из немногих ухищрений, чья ужасная эффективность была отмечена» многими источниками. Римские новаторы сделали это и без того смертельное оружие еще более смертоносным. Его природа часто описывается как «предшественник напалма». Военные стратеги часто находили хорошее применение оружию во время морских сражений, а компоненты его конструкции «оставались тщательно охраняемой военной тайной». Несмотря на это, разрушения, вызванные греческим пожаром в бою неоспорим.

Транспорт

Понтонный мост
Мобильность для военной силы была важным ключом к успеху. Хотя это было не римское изобретение, так как были случаи, когда «древние китайцы и персы использовали плавучий механизм», римские генералы использовали это новшество с большим эффектом в кампаниях. Кроме того, инженеры усовершенствовали скорость, с которой эти мосты были построены. Лидеры удивили вражеские подразделения большим эффектом, быстро пересекая в противном случае коварные водоемы. Легкие ремесла были «организованы и связаны вместе с помощью досок, гвоздей и тросов». Плоты чаще использовались вместо строительства новых самодельных мостов, обеспечивая быстрое строительство и деконструкция. Целесообразное и ценное нововведение понтонного моста также приписывает его успех превосходным способностям римских инженеров.

Медицинские технологии

Операция
Хотя в древнем мире практиковались различные уровни медицины, римляне создали или первыми внедрили много инновационных операций и инструментов, которые все еще используются сегодня, такие как кровоостанавливающие турникеты и артериальные хирургические зажимы. Рим также отвечал за производство первого хирургического подразделения на поле боя, что в сочетании с их вкладом в медицину сделало римскую армию силой, с которой нужно считаться. Они также использовали рудиментарную версию антисептической хирургии за годы до того, как она стала популярной в 19 веке и обладала очень способными врачами.